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【摘要】介绍了变频器在煤矿主井胶带机上应用的优越性,阐述了变频器选型的一般原则,着重对变频器在煤矿主井胶带输送机的选型使用进行了分析,并确定了矿用主井胶带输送机选型必须满足的条件。
【关键词】胶带输送机;变频器;应用;选型
1.变频器在主井胶带输送机拖动上的应用
胶带输送机是煤矿生产中的主要运输工具,而主井胶带运输机系统是重中之重。该系统的正常运行直接影响矿井安全生产,因此,主井胶带输送机的稳定运行就显得尤为重要。随着变频技术的日趋成熟,变频器逐步应用到煤矿
1.1优越的软起动特性
胶带输送机的起动过程是一个不稳定的工况,由于所采用的交流电机特性的影响,输送带中的动张力往往在起动过程中达到最大值。输送带是一个粘弹性体,在驱动力的作用下会产生粘弹性变形,由于不稳定而产生动张力,同时输送带在起动前各部分的静阻力各不相同,是一个逐级起动的过程。对输送带中的某一带段来说,只有它两端的拉力差大于它所受的静阻力时,才会起动。在起动的一瞬间,静阻力变为动阻力,带段开始运动。在这一过程中,由于静阻力到动阻力的突变,使输送带产生振动,导致输送带截面内的动张力上升。因此,软起动特性是胶带输送机驱动系统的首选目标。而变频器的起动时间是任意可调的,同时为了平稳起动,还可匹配其具备的S型加速、减速时间,这样可将胶带输送机起停时产生的冲击减至最小。
1.2功率平衡
煤矿井下胶带输送机系统多为双滚筒驱动或多滚筒驱动,每个驱动滚筒由单一的一台电机拖动,为了保证系统内的同步性能,首先要求位于机头的各滚筒应同步启停,在某一电机故障时能系统停机,同时为了保证系统的运输能力,应尽量保证各滚筒之间的功率平衡。通过调整相应两变频器的速度给定来调整两电机之间的速度差,便可以任意增大或减小两驱动电机的电流差值的大小。因此可以通过单独的控制系统进行系统内各电机的电流值,再通过调整各电机的速度来使各电机电流值逐步趋于平衡,这便形成了一个动态的功率平衡系统。
1.3平稳的重载起动
胶带输送机在输煤过程中任意一刻都可能立即停车再重新起动,必须考虑“重载起动”能力。另外由于采用无速度传感器矢量控制方式,低频运转可输出1.5-2倍额定转矩,因此最适于“重载起动”。重载起动起动特性见下图。
1.4验带功能
煤矿的生产运输系统多为以胶带输送机为主,运输系统检修维护的主要工作是胶带输送机的检修维护,低速验带功能是胶带输送机的检修的主要要求。变频调速系统为无级调速的交流传动系统,在空载验带状态下,变频器可调整电机工作于5%-100%额定带速范围内的任意带速长期工作。
2.变频器选型
采用变频器驱动异步电动机调速时,通常在异步电动机确定后,应根据异步电动机的额定电流来选择变频器,或者根据异步电动机实际运行中的电流值(最大值)来选择变频器。
通常要求变频器的额定电流:
I变≥(1.05~1.1)IN 或I变≥(1.05~1.1)IMAX
式中 I变—变频器的额定电流;
IN—电机的额定电流;
IMAX—电机实际运行中的最大电流。
按容量選择时,则变频器容量:
P变≥1.732×KINUN10-3(KVA)
式中 IN—电机额定电流;
UN—电机额定电压;
K—安全系数,一般选取(1.05~1.1)。
对变频器额定电流的选择应给予高度的重视。选择变频器如果只考虑容量不考虑电流,极易造成变频器的烧毁。因此,计算变频器容量时必须留有适当的余地。煤矿主井胶带输送机是煤矿运输系统的咽喉,直接关系着整个矿井的安全运行,主井胶带输送机在选择变频器时,应考虑以下两个方面:
(1)加减速阶段。变频器的最大输出转矩是由变频器的最大输出电流决定的。一般情况下,变频器过载容量为额定容量的125%、60s或150%、60s,此时变频器的最大输出转矩也较额定负载时更大。要使胶带运输机能正常启动尤其是长距离胶带运输机,首先必须保证变频器的最大输出转矩大于运输机的静态阻转矩,其次必须保证在规定的时间段内将运输机加速到额定状态。否则,应加大变频器的容量达到满足上述条件为止。需要说明的是,在选择变频器时应充分利用所选变频器的过载能力,否则容易造成变频器容量的浪费。
(2)连续运转阶段。由于变频器传给电动机的是脉冲电流,其脉动值比工频供电时电流要大,因此须将变频器的容量留有适当的余量。此时,变频器的额定输出转矩应大于或等于运输机系统的阻转矩。
因此,主井胶带输送机变频器选型原则必须满足:
变频器的额定电流:
I变≥1.25IN
式中 I变—变频器的额定电流;
IN—电机的额定电流。
按容量选择时,则变频器容量:
P变≥1.732×KINUN10-3(KVA)
式中 IN—电机额定电流;
UN—电机额定电压;
K—安全系数,K=1.5。
3.结束语
现场使用证明,变频器以其特有的软启动特性,大大提高了皮带机的可靠性,降低了机械系统损耗,减少了运输系统的维护量。 [科]
【参考文献】
[1]方大千.变频器、软起动器及PLC实用技术问答[M].北京:人民邮电出版社,2007.
[2]刘美俊.通用变频器应用技术[M].福州.福建科学技术出版社,2005.
【关键词】胶带输送机;变频器;应用;选型
1.变频器在主井胶带输送机拖动上的应用
胶带输送机是煤矿生产中的主要运输工具,而主井胶带运输机系统是重中之重。该系统的正常运行直接影响矿井安全生产,因此,主井胶带输送机的稳定运行就显得尤为重要。随着变频技术的日趋成熟,变频器逐步应用到煤矿
1.1优越的软起动特性
胶带输送机的起动过程是一个不稳定的工况,由于所采用的交流电机特性的影响,输送带中的动张力往往在起动过程中达到最大值。输送带是一个粘弹性体,在驱动力的作用下会产生粘弹性变形,由于不稳定而产生动张力,同时输送带在起动前各部分的静阻力各不相同,是一个逐级起动的过程。对输送带中的某一带段来说,只有它两端的拉力差大于它所受的静阻力时,才会起动。在起动的一瞬间,静阻力变为动阻力,带段开始运动。在这一过程中,由于静阻力到动阻力的突变,使输送带产生振动,导致输送带截面内的动张力上升。因此,软起动特性是胶带输送机驱动系统的首选目标。而变频器的起动时间是任意可调的,同时为了平稳起动,还可匹配其具备的S型加速、减速时间,这样可将胶带输送机起停时产生的冲击减至最小。
1.2功率平衡
煤矿井下胶带输送机系统多为双滚筒驱动或多滚筒驱动,每个驱动滚筒由单一的一台电机拖动,为了保证系统内的同步性能,首先要求位于机头的各滚筒应同步启停,在某一电机故障时能系统停机,同时为了保证系统的运输能力,应尽量保证各滚筒之间的功率平衡。通过调整相应两变频器的速度给定来调整两电机之间的速度差,便可以任意增大或减小两驱动电机的电流差值的大小。因此可以通过单独的控制系统进行系统内各电机的电流值,再通过调整各电机的速度来使各电机电流值逐步趋于平衡,这便形成了一个动态的功率平衡系统。
1.3平稳的重载起动
胶带输送机在输煤过程中任意一刻都可能立即停车再重新起动,必须考虑“重载起动”能力。另外由于采用无速度传感器矢量控制方式,低频运转可输出1.5-2倍额定转矩,因此最适于“重载起动”。重载起动起动特性见下图。
1.4验带功能
煤矿的生产运输系统多为以胶带输送机为主,运输系统检修维护的主要工作是胶带输送机的检修维护,低速验带功能是胶带输送机的检修的主要要求。变频调速系统为无级调速的交流传动系统,在空载验带状态下,变频器可调整电机工作于5%-100%额定带速范围内的任意带速长期工作。
2.变频器选型
采用变频器驱动异步电动机调速时,通常在异步电动机确定后,应根据异步电动机的额定电流来选择变频器,或者根据异步电动机实际运行中的电流值(最大值)来选择变频器。
通常要求变频器的额定电流:
I变≥(1.05~1.1)IN 或I变≥(1.05~1.1)IMAX
式中 I变—变频器的额定电流;
IN—电机的额定电流;
IMAX—电机实际运行中的最大电流。
按容量選择时,则变频器容量:
P变≥1.732×KINUN10-3(KVA)
式中 IN—电机额定电流;
UN—电机额定电压;
K—安全系数,一般选取(1.05~1.1)。
对变频器额定电流的选择应给予高度的重视。选择变频器如果只考虑容量不考虑电流,极易造成变频器的烧毁。因此,计算变频器容量时必须留有适当的余地。煤矿主井胶带输送机是煤矿运输系统的咽喉,直接关系着整个矿井的安全运行,主井胶带输送机在选择变频器时,应考虑以下两个方面:
(1)加减速阶段。变频器的最大输出转矩是由变频器的最大输出电流决定的。一般情况下,变频器过载容量为额定容量的125%、60s或150%、60s,此时变频器的最大输出转矩也较额定负载时更大。要使胶带运输机能正常启动尤其是长距离胶带运输机,首先必须保证变频器的最大输出转矩大于运输机的静态阻转矩,其次必须保证在规定的时间段内将运输机加速到额定状态。否则,应加大变频器的容量达到满足上述条件为止。需要说明的是,在选择变频器时应充分利用所选变频器的过载能力,否则容易造成变频器容量的浪费。
(2)连续运转阶段。由于变频器传给电动机的是脉冲电流,其脉动值比工频供电时电流要大,因此须将变频器的容量留有适当的余量。此时,变频器的额定输出转矩应大于或等于运输机系统的阻转矩。
因此,主井胶带输送机变频器选型原则必须满足:
变频器的额定电流:
I变≥1.25IN
式中 I变—变频器的额定电流;
IN—电机的额定电流。
按容量选择时,则变频器容量:
P变≥1.732×KINUN10-3(KVA)
式中 IN—电机额定电流;
UN—电机额定电压;
K—安全系数,K=1.5。
3.结束语
现场使用证明,变频器以其特有的软启动特性,大大提高了皮带机的可靠性,降低了机械系统损耗,减少了运输系统的维护量。 [科]
【参考文献】
[1]方大千.变频器、软起动器及PLC实用技术问答[M].北京:人民邮电出版社,2007.
[2]刘美俊.通用变频器应用技术[M].福州.福建科学技术出版社,2005.